Alfa, beta ir gama spinduliuotė."
Pamokos tikslai.
Švietimo – plėsti studentų supratimą apie fizinį pasaulio vaizdą radioaktyvumo reiškinio pavyzdžiu; studijų modelius
Vystantis – tęsti įgūdžių formavimą: teorinis fizikinių procesų tyrimo metodas; lyginti, apibendrinti; nustatyti ryšius tarp tiriamų faktų; iškelti hipotezes ir jas pagrįsti.
Ugdantis – pasitelkiant Marie ir Pierre'o Curie gyvenimo ir kūrybos pavyzdį, parodyti mokslininkų vaidmenį mokslo raidoje; parodyti atsitiktinių atradimų neatsitiktiškumą; (mąstymas: mokslininko, atradėjo atsakomybė už savo atradimų vaisius), tęsti pažintinių interesų, kolektyvinių įgūdžių formavimą, derinant su savarankišku darbu.
Didaktinės pamokos tipas: naujų žinių studijavimas ir pirminis įtvirtinimas.
Pamokos formatas: tradicinis
Reikalinga įranga ir medžiagos:
Radioaktyvaus pavojaus ženklas; mokslininkų portretai, kompiuteris, projektorius, pristatymas, darbo knygelė studentams, periodinė Mendelejevo lentelė.
Metodai:
informacijos metodas (mokinių žinutės)
problema
„Jums nereikia nieko bijoti, tiesiog reikia suprasti nežinomybę.
Maria Sklodowska-Curie.
PAMOKOS SANTRAUKA
Mokinių motyvacija
Sukoncentruoti mokinių dėmesį į studijuojamą medžiagą, sudominti, parodyti medžiagos studijavimo poreikį ir naudą. Spinduliuotė – tai neįprasti spinduliai, kurių akimis nematyti ir visai nepajausti, tačiau galintys net prasiskverbti pro sienas ir persmelkti žmogų.
Pamokos eiga ir turinys
Pamokos žingsneliai.
Organizacinis etapas.
Pasirengimo studijuoti naują temą, motyvavimo ir pradinių žinių atnaujinimo etapas.
Naujų žinių įsisavinimo etapas.
Naujų žinių įtvirtinimo etapas.
Apibendrinimo etapas, informacija apie namų darbus.
Atspindys.
.Organizacinis momentas
2. Pasirengimo studijuoti naują temą etapas
Mokinių turimų žinių atnaujinimas namų darbų tikrinimo ir greitos priekinės mokinių apklausos forma.
Rodau radioaktyvaus pavojaus ženklą ir užduodu klausimą: „Ką reiškia šis ženklas? Koks yra radioaktyviosios spinduliuotės pavojus?
3. Naujų žinių įgijimo etapas (25 min.)
Radioaktyvumas žemėje atsirado nuo pat jo atsiradimo, o žmogus per visą savo civilizacijos raidos istoriją buvo veikiamas natūralių spinduliuotės šaltinių. Žemę veikia foninė spinduliuotė, kurios šaltiniai yra Saulės spinduliuotė, kosminė spinduliuotė ir Žemėje esančių radioaktyviųjų elementų spinduliuotė.
Kas yra radiacija? Kaip tai atsiranda? Kokie yra radiacijos tipai? O kaip nuo to apsisaugoti?
Žodis „radiacija“ kilęs iš lotynų kalbos spindulys ir žymi spindulį. Iš esmės radiacija yra visų rūšių spinduliuotė, egzistuojanti gamtoje – radijo bangos, matoma šviesa, ultravioletiniai spinduliai ir pan. Tačiau yra įvairių spinduliuotės rūšių, kai kurios iš jų yra naudingos, kitos – kenksmingos. Įprastame gyvenime esame įpratę vartoti žodį radiacija, nurodant kenksmingą spinduliuotę, atsirandančią dėl tam tikrų rūšių medžiagų radioaktyvumo. Pažiūrėkime, kaip radioaktyvumo reiškinys paaiškinamas fizikos pamokose
Henri Becquerel atrado radioaktyvumą.
Galbūt Antoine'as Becquerel būtų prisimintas tik kaip labai kvalifikuotas ir sąžiningas eksperimentuotojas, bet ne daugiau, jei ne tai, kas įvyko kovo 1 dieną jo laboratorijoje.
Radioaktyvumo atradimas buvo atsitiktinumas. Bekerelis ilgą laiką tyrinėjo medžiagų švytėjimą, anksčiau apšvitintų saulės spinduliais. Fotografinę plokštelę jis suvyniojo į storą juodą popierių, ant viršaus uždėjo urano druskos grūdelių ir apšvietė ryškią saulės šviesą. Po tobulinimo fotografijos plokštė pajuodo tose vietose, kur gulėjo druska. Becquerel manė, kad urano spinduliuotė atsiranda veikiant saulės spinduliams. Tačiau vieną dieną, 1896 m. vasario mėn., jis negalėjo atlikti kito eksperimento dėl debesuoto oro. Becquerel įdėjo plokštelę į stalo stalčių, ant jo uždėjo varinį kryžių, padengtą urano druska. Po dviejų dienų tik tam atvejui sukūręs plokštę, jis aptiko joje pajuodusį ryškų kryžiaus šešėlį. Tai reiškė, kad urano druskos spontaniškai, be jokios išorinės įtakos sukuria tam tikrą spinduliuotę. Prasidėjo intensyvūs tyrimai. Netrukus Bekerelis nustatė svarbų faktą: spinduliuotės intensyvumą lemia tik urano kiekis preparate, o ne nuo to, į kokius junginius jis įtrauktas. Vadinasi, spinduliuotė būdinga ne junginiams, o cheminiam elementui uranui. Tada panaši savybė buvo atrasta toriuje.
Bekerelis Antuanas Anri prancūzų fizikas. Baigė Paryžiaus politechnikos mokyklą. Pagrindiniai darbai skirti radioaktyvumui ir optikai. 1896 m. jis atrado radioaktyvumo reiškinį. 1901 m. jis atrado fiziologinį radioaktyviosios spinduliuotės poveikį. 1903 metais Becquerel buvo apdovanotas Nobelio premija už natūralaus urano radioaktyvumo atradimą. (1903, kartu su P. Curie ir M. Skłodowska-Curie).
Radžio ir polonio atradimas.
1898 metais kolegos prancūzų mokslininkai Marie Sklodowska-Curie ir Pierre'as Curie iš urano mineralo išskyrė dvi naujas medžiagas, kurios buvo daug radioaktyvesnės nei uranas ir toris. Taip buvo aptikti du anksčiau nežinomi radioaktyvūs elementai – polonis ir radis. Tai buvo alinantis darbas ilgus ketverius metus. Polonis (Po-84) buvo pavadintas Marijos tėvynės Lenkijos vardu. Radis (Ra-88) yra spinduliuojantis, radioaktyvumo terminą pasiūlė Maria Sklodowska. Visi elementai, kurių eilės numeriai yra didesni nei 83, yra radioaktyvūs, t.y. esantis periodinėje lentelėje po bismuto. Per 10 bendro darbo metų jie daug nuveikė tirdami radioaktyvumo reiškinį. Tai buvo nesavanaudiškas darbas vardan mokslo – prastai įrengtoje laboratorijoje ir nesant reikiamų lėšų radžio preparato tyrėjai gavo 0,1 g. Norėdami tai padaryti, jiems prireikė 45 mėnesių intensyvaus darbo ir daugiau nei 10 000 cheminio išlaisvinimo ir kristalizacijos operacijų.
Nenuostabu, kad Majakovskis lygino poeziją su radžio kasyba:
„Poezija yra tas pats, kas radžio kasyba. Produkcija grame, darbas per metus. Tu išnaudoji vieną žodį dėl tūkstančio tonų verbalinės rūdos.
1903 metais sutuoktiniai Curie ir A. Becquerel už atradimą radioaktyvumo srityje buvo apdovanoti Nobelio fizikos premija.
RADIOAKTYVUMAS –
Tai kai kurių atomų branduolių gebėjimas spontaniškai transformuotis į kitus branduolius, išskiriančius įvairias daleles:
Bet koks spontaniškas radioaktyvusis skilimas yra egzoterminis, tai yra, vyksta išsiskiriant šilumai.
Studento žinutė
Maria Sklodowska-Curie – lenkų ir prancūzų fizikė ir chemikė, viena iš radioaktyvumo doktrinos pradininkų, gimė 1867 m. lapkričio 7 d. Varšuvoje. Ji yra pirmoji moteris profesorė Paryžiaus universitete. Už radioaktyvumo reiškinio tyrimus 1903 metais kartu su A. Becquerel gavo Nobelio fizikos premiją, o 1911 metais už metalinės būsenos radžio gavimą – Nobelio chemijos premiją. Ji mirė nuo leukemijos 1934 m. liepos 4 d. Marie Sklodowskos-Curie kūnas, uždarytas švininiame karste, iki šiol skleidžia radioaktyvumą, kurio intensyvumas yra 360 bekerelių/M3, o norma – apie 13 bq/M3... Ji buvo palaidota kartu su vyru...
Studento žinutė
– Pierre'as Curie – prancūzų fizikas, vienas iš radioaktyvumo doktrinos kūrėjų. Atrado (1880) ir ištyrė pjezoelektrą. Kristalų simetrijos (Curie principas), magnetizmo (Curie dėsnis, Curie taškas) tyrimai. Kartu su žmona M. Sklodowska-Curie atrado polonį ir radį (1898 m.) ir tyrinėjo radioaktyviąją spinduliuotę. Sukūrė terminą „radioaktyvumas“. Nobelio premija (1903 m. kartu su Skłodowska-Curie ir A. A. Becquerel).
Sudėtinga radioaktyviosios spinduliuotės sudėtis
1899 m., vadovaujant anglų mokslininkui E. Rutherfordui, buvo atliktas eksperimentas, kuris leido nustatyti sudėtingą radioaktyviosios spinduliuotės sudėtį.
Eksperimento, atlikto vadovaujant anglų fizikui, rezultatas , Nustatyta, kad radžio radioaktyvioji spinduliuotė yra nehomogeniška, t.y. jis turi sudėtingą sudėtį.
Rutherfordas Ernstas (1871-1937), anglų fizikas, vienas iš radioaktyvumo ir atomo sandaros doktrinos kūrėjų, mokslinės mokyklos įkūrėjas, Rusijos mokslų akademijos užsienio narys korespondentas (1922) ir Rusijos mokslų akademijos garbės narys. SSRS mokslų akademija (1925). Cavendish laboratorijos direktorius (nuo 1919). Atrado (1899) alfa ir beta spindulius ir nustatė jų prigimtį. Sukūrė (1903, kartu su F. Soddy) radioaktyvumo teoriją. Pasiūlė (1911) planetinį atomo modelį. Atliko pirmąją dirbtinę branduolinę reakciją (1919 m.). Numatė (1921) neutrono egzistavimą. Nobelio premija (1908).
Klasikinis eksperimentas, kuris leido aptikti sudėtingą radioaktyviosios spinduliuotės sudėtį. 
Radžio preparatas buvo dedamas į švino indą su skylute. Priešais skylę buvo padėta fotografinė plokštelė. Spinduliuotė buvo paveikta stipraus magnetinio lauko.
Beveik 90% žinomų branduolių yra nestabilūs. Radioaktyvieji branduoliai gali skleisti trijų tipų daleles: teigiamai įkrautas (α-dalelės – helio branduoliai), neigiamai įkrautas (β-dalelės – elektronai) ir neutralias (γ-dalelės – trumpųjų bangų elektromagnetinės spinduliuotės kvantai). Magnetinis laukas leidžia atskirti šias daleles.
4) Prasiskverbimo galia α .β. γ spinduliuotė
α spinduliai turi mažiausiai prasiskverbimo gebą. 0,1 mm storio popieriaus sluoksnis jiems jau yra nepermatomas. 
. β spindulius visiškai užstoja kelių mm storio aliuminio plokštė.
γ spinduliai, prasiskverbę per 1 cm švino sluoksnį, savo intensyvumą sumažina 2 kartus.
5) Fizinė α .β prigimtis. γ spinduliuotė
γ spinduliuotės elektromagnetinės bangos 10 -10 -10 -13 m
Gama spinduliuotė yra fotonai, t.y. elektromagnetinės bangos, nešančios energiją. Ore jis gali nukeliauti didelius atstumus, palaipsniui prarasdamas energiją dėl susidūrimo su terpės atomais. Intensyvi gama spinduliuotė, jei nuo jos neapsaugota, gali pažeisti ne tik odą, bet ir vidinius audinius. Tankios ir sunkios medžiagos, tokios kaip geležis ir švinas, yra puikios kliūtys gama spinduliuotei.
S. Bekerelis
2.-spinduliai yra….
A. elektronų srautas
3. Dėl skilimo elementas pasislenka
2 variantas
1. Kuris iš šių mokslininkų yra radioaktyvumo atradėjas?
A. Kiuriai
W. Rutherfordas
S. Bekerelis
2. spinduliai reprezentuoja...
A. elektronų srautas
B. helio branduolių srautas
C. elektromagnetinės bangos
3. Dėl -skilimo elementas juda
A. ląstelėje periodinės lentelės pabaigoje
B. du langeliai iki periodinės lentelės pradžios
C. ląstelėje iki periodinės lentelės pradžios
5. Apibendrinimo etapas, informacija apie namų darbus.
6. Veiklos refleksija pamokoje
Užbaikite sakinį
šiandien sužinojau...
man buvo įdomu...
Supratau, kad...
dabar galiu...
aš išmokau...
Aš tai padariau...
Buvau nustebęs...
davė man pamoką visam gyvenimui...
aš norėjau...
Maria Sklodowska-Curie.
§§
99,100
PERŽIŪRA
už akademinės disciplinos Fizika pamokos metodinį tobulinimą
Autoriaus pavardė, vardas, patronimas – Šepeleva Raisa Aleksandrovna
Pareigybės pavadinimas - bendrojo lavinimo mokytojas
Metodinio tobulinimo pavadinimas: Radioaktyvumo atradimas. Alfa, beta ir gama spinduliuotė
Visas mokymo įstaigos pavadinimas OSAOU SPO "Rakityan Agrotechnologijos koledžas"
Švietimo įstaigos adresas kaimas Rakitnoje, Belgorodskaja regionas, šv. Kommunarovas, 11
Kontrolės ir vertinimo etape siūloma atlikti bandomąją kontrolę. Užduočių medžiaga skirta ne tik žinių ir įgūdžių patikrinimui, bet ir skatina tolimesnį panaudojimą studijuojant temą.
Pagrindinės edukacinės veiklos organizavimo formos yra frontalinė, grupinė ir individuali darbo formos. Aktyvus vaikų įtraukimas į ugdymo procesą vyksta per tinkamai suplanuotą tikslų nustatymo procesą ir keliant probleminį klausimą.
Pagrindiniai mokymo metodai: aiškinamasis-iliustruojamasis, reprodukcinis, dalinis ieškojimas. Pasirinktos mokymo priemonės prisideda prie geresnio medžiagos suvokimo ir įsisavinimo.
Pirminis medžiagos konsolidavimas atliekamas bandomuoju darbu, organizuojamu grupėmis.
Naudodami kompiuterį galite ne tik pagerinti vizualinį tiriamos medžiagos vaizdą, bet ir prisidėti prie prasmingesnio jos įsisavinimo. Skaidrių pristatyme yra visa reikalinga vaizdinė ir praktinė medžiaga. Visa tai leidžia padidinti pamokos tankumą ir optimaliai padidinti jos tempą. Refleksinis-vertinamasis etapas buvo vykdomas polilogo forma, siekiant nustatyti studentų sunkumų studijuojant temą laipsnį, taip pat planuojant ilgalaikius individualius tikslus.
Recenzento pavardė, vardas, patronimas (visas) _______________________
Pareigos ________________________________________________________
Darbo vieta _______________________________________________________
Pamokos tipas– naujos medžiagos mokymosi pamoka
Naujos medžiagos mokymosi forma– dėstytojo paskaita, aktyviai dalyvaujant studentams.
Pamokų metodai– žodinis, vaizdinis, praktinis
Pamokos tikslai:
- (didaktinė ar edukacinė) užtikrinti per pamoką sąvokų „radioaktyvumas“, alfa, beta, gama spinduliuotė įsisavinimą. Ruošdamiesi galutiniam sertifikavimui, pakartokite sąvokas: elektros srovė, srovės stiprumas, įtampa, varža, Omo dėsnis grandinės atkarpai. Toliau tobulinkite savo elektros grandinės surinkimo įgūdžius. Tęsti bendrųjų ugdymosi įgūdžių formavimą: planuoti pasakojimą, dirbti su papildoma literatūra
- (metams keliami ugdymo tikslai) toliau formuoti mokinių mokslinę pasaulėžiūrą.
- (metams keliamos lavinimo užduotys) ugdyti kalbos kultūros įgūdžius, siekiant ugdyti mokinių pažintinį susidomėjimą dalyku, pamokos metu numatomos įdomios istorinės nuorodos.
Demonstracija. Mokslininkų portretai: Demokritas, A. Bekerelis, E. Rutherfordas, M. Sklodowska - Curie, P. Curie.
Lentelė„Radioaktyvumo tyrimo patirtis“
Pamokos eiga
I. Organizacinis momentas. (pasveikinimas, mokinių pasirengimo pamokai tikrinimas)
II. Mokytojo įžanginė kalba.(1-3 minutes)
Šiandien klasėje toliau peržiūrime anksčiau išmoktą medžiagą ir ruošiamės galutiniam atestavimui. Šiandien kartojame tokias sąvokas kaip
- Elektros srovė.
- Elektros srovės stiprumas.
- Elektros įtampa.
- Elektrinė varža.
- Omo dėsnis grandinės atkarpai.
ir tobulinti nesudėtingų elektros grandinių surinkimo įgūdžius.
III. Kartojimas, pasiruošimas galutiniam atestavimui. (8-10 minučių)
Mokytojas duoda individualias užduotis silpniems mokiniams kortelių pavidalu, o užduočiai atlikti leidžiama naudoti vadovėlius
Studentai, baigiamajame atestacijai pasirinkę fiziką, gauna praktines elektros grandinių surinkimo užduotis.
Eksperimentinės problemos sprendimas. Surinkite elektros grandinę iš srovės šaltinio, rezistoriaus, rakto, ampermetro, voltmetro. Naudodamiesi prietaiso rodmenimis, nustatykite rezistoriaus varžą.
Likę studentai dalyvauja priekinėje apklausoje
- Kas yra elektros srovė?
- Kokias įkrautas daleles žinote?
- Ką reikia sukurti laidininke, kad jame atsirastų ir egzistuotų elektros srovė?
- Išvardykite elektros srovės šaltinius.
- Išvardykite elektros srovės poveikį.
- Kokia vertė lemia srovės stiprumą elektros grandinėje?
- Kaip vadinamas srovės vienetas?
- Koks yra srovės matavimo prietaiso pavadinimas ir kaip jis prijungtas prie grandinės?
- Kas apibūdina įtampą ir kas laikoma įtampos vienetu?
- Kaip vadinasi įtampai matuoti skirtas prietaisas, kokia įtampa naudojama miesto apšvietimo grandinėje?
- Kas sukelia elektrinę varžą ir koks yra laidininko varžos vienetas?
- Suformuluokite Omo dėsnį grandinės atkarpai ir užrašykite jo formulę.
Įvertinkite mokinius už išmoktos medžiagos kartojimą.
IV. Užsirašykite savo namų darbus: 55 pastraipa, atsakykite į klausimus 182 psl Pakartokite 8 klasė 4 skyrius „Elektromagnetiniai reiškiniai“
V. Naujos medžiagos mokymasis.
Šiandien pradedame studijuoti ketvirtąjį mūsų vadovėlio skyrių, kuris vadinasi „Atomo ir atomo branduolio sandara. Naudojant atominių branduolių energiją“.
Mūsų pamokos tema yra „Radioaktyvumas kaip sudėtingos atomų sandaros įrodymas“ (pamokos datą ir temą užsirašykite į sąsiuvinį).
Prielaidą, kad visi kūnai susideda iš mažyčių dalelių, prieš 2500 metų išsakė senovės graikų filosofas Demokritas. Dalelės buvo vadinamos atomais, o tai reiškia nedalomos. Šiuo pavadinimu Demokritas norėjo pabrėžti, kad atomas yra mažiausias, paprasčiausias, neturintis sudedamųjų dalių, todėl yra nedaloma dalelė.
Informacinis pažymėjimas (žinutes rašo studentai).
Demokritas – gyvenimo metai 460-370 pr. Senovės graikų mokslininkas, filosofas – materialistas, pagrindinis antikinio atomizmo atstovas. Jis tikėjo, kad Visatoje yra be galo daug pasaulių, kurie kyla, vystosi ir miršta.
Tačiau maždaug nuo XIX amžiaus vidurio pradėjo atsirasti eksperimentinių faktų, kurie kėlė abejonių dėl atomų nedalumo idėjos. Šių eksperimentų rezultatai rodo, kad atomai turi sudėtingą struktūrą ir juose yra elektriškai įkrautų dalelių.
Ryškiausias sudėtingos atomų struktūros įrodymas buvo prancūzų fiziko Henri Becquerel 1896 m. atradęs radioaktyvumo fenomeną.
Informacinis užrašas
1852 m. gruodžio 15 d. gimė prancūzų fizikas Becquerel Antoine Henri. Baigė Paryžiaus politechnikos mokyklą. Pagrindiniai darbai skirti radioaktyvumui ir optikai. 1896 m. jis atrado radioaktyvumo reiškinį. 1901 m. jis atrado fiziologinį radioaktyviosios spinduliuotės poveikį. 1903 metais Becquerel buvo apdovanotas Nobelio premija už natūralaus urano radioaktyvumo atradimą. Mirė 1908 rugpjūčio 25 d
Radioaktyvumo atradimas buvo atsitiktinumas. Bekerelis ilgą laiką tyrinėjo medžiagų švytėjimą, anksčiau apšvitintų saulės spinduliais. Šios medžiagos apima urano druskas, su kuriomis Becquerel eksperimentavo. Ir todėl jam kilo klausimas: ar po urano druskų švitinimo neatsiranda rentgeno spinduliai kartu su matoma šviesa? Becquerel suvyniojo fotografavimo plokštę į storą juodą popierių, ant viršaus uždėjo urano druskos grūdelių ir apšvietė ryškią saulės šviesą. Po tobulinimo fotografijos plokštė pajuodo tose vietose, kur gulėjo druska. Vadinasi, uranas sukūrė tam tikrą spinduliuotę, kuri prasiskverbia į nepermatomus kūnus ir veikia fotografijos plokštę. Becquerel manė, kad šią spinduliuotę sukelia saulės spinduliai. Tačiau vieną dieną, 1896 m. vasario mėn., jis negalėjo atlikti kito eksperimento dėl debesuoto oro. Becquerel įdėjo plokštelę į stalčių, ant jo uždėjo varinį kryžių, padengtą urano druska. Po dviejų dienų tik tam atvejui išplėtojęs plokštelę, jis aptiko joje pajuodusį ryškų kryžiaus šešėlį. Tai reiškė, kad urano druskos spontaniškai, be jokios išorinės įtakos sukuria tam tikrą spinduliuotę. Prasidėjo intensyvūs tyrimai. Netrukus Bekerelis nustatė svarbų faktą: spinduliuotės intensyvumą lemia tik urano kiekis preparate, o ne nuo to, į kokius junginius jis įtrauktas. Vadinasi, spinduliuotė būdinga ne junginiams, o cheminiam elementui uranui ir jo atomams.
Natūralu, kad mokslininkai bandė išsiaiškinti, ar kiti cheminiai elementai gali spontaniškai išsiskirti. Marie Skłodowska-Curie labai prisidėjo prie šio darbo.
Informacinis užrašas
Maria Sklodowska-Curie – lenkų ir prancūzų fizikė ir chemikė, viena iš radioaktyvumo doktrinos pradininkų, gimė 1867 m. lapkričio 7 d. Varšuvoje. Ji yra pirmoji moteris profesorė Paryžiaus universitete. Už radioaktyvumo reiškinio tyrimus 1903 metais kartu su A. Becquerel gavo Nobelio fizikos premiją, o 1911 metais už metalinės būsenos radžio gavimą – Nobelio chemijos premiją. Ji mirė nuo leukemijos 1934 m. liepos 4 d.
1898 metais M. Sklodowska-Curie ir kiti mokslininkai atrado torio spinduliuotę. Vėliau pagrindines pastangas ieškant naujų elementų dėjo M. Sklodowska-Curie ir jos vyras P. Curie. Sistemingas rūdų, kuriose yra urano ir torio, tyrimas leido jiems išskirti naują anksčiau nežinomą cheminį elementą – polonį Nr.84, pavadintą M.Sklodowskos-Curie tėvynės – Lenkijos vardu. Buvo atrastas dar vienas intensyvią spinduliuotę skleidžiantis elementas – radis Nr.88, t.y. švytintis. Pats atsitiktinės spinduliuotės reiškinys Kiuri buvo vadinamas radioaktyvumu.
Į sąsiuvinį užsirašykite „radioaktyvumas“ – (lot.) radijas – skleidžia, astivus – efektyvus.
Vėliau buvo nustatyta, kad visi cheminiai elementai, kurių atominis skaičius didesnis nei 83, yra radioaktyvūs
1899 m., vadovaujant anglų mokslininkui E. Rutherfordui, buvo atliktas eksperimentas, kuris leido nustatyti sudėtingą radioaktyviosios spinduliuotės sudėtį.
Informacinis užrašas
Ernestas Rutherfordas anglų fizikas, gimęs 1871 m. rugpjūčio 30 d. Naujojoje Zelandijoje. Jo moksliniai tyrimai yra skirti radioaktyvumui, atominei ir branduolinei fizikai. Savo esminiais atradimais šiose srityse Rutherfordas padėjo pagrindus šiuolaikinei radioaktyvumo doktrinai ir atominės sandaros teorijai. Mirė 1937 metų spalio 19 dieną
Eksperimento, atlikto vadovaujant anglų fizikai Ernestui Rutherfordui, rezultatas buvo nustatyta, kad radžio radioaktyvioji spinduliuotė yra nehomogeniška, t.y. jis turi sudėtingą sudėtį. Pažiūrėkime, kaip šis eksperimentas buvo atliktas.
1 paveiksle pavaizduotas storasienis švino indas su radžio grūdeliu apačioje. Radioaktyviosios spinduliuotės spindulys iš radžio išeina per siaurą skylę ir atsitrenkia į fotografinę plokštę (radžio spinduliuotė nukreipta į visas puses, bet negali prasiskverbti per storą švino sluoksnį). Išryškinus fotoplokštę, ant jos buvo aptikta viena tamsi dėmė (1 pav.) – būtent toje vietoje, kur pataikė spindulys.
Tada eksperimentas buvo pakeistas (2 pav.) , sukūrė stiprų magnetinį lauką, kuris veikė spindulį. Šiuo atveju ant išsivysčiusios plokštelės atsirado trys dėmės: viena, centrinė, buvo toje pačioje vietoje, kaip ir anksčiau, o kitos dvi – priešingose centrinės pusėse. Jei du srautai magnetiniame lauke nukrypsta nuo ankstesnės krypties, tai yra įkrautų dalelių srautai. Nuokrypis skirtingomis kryptimis rodė skirtingus dalelių elektrinių krūvių požymius. Viename sraute buvo tik teigiamai įkrautos dalelės, kitame - neigiamai. O centrinis srautas buvo spinduliuotė, kuri neturėjo elektros krūvio.
Teigiamą krūvį turinčios dalelės buvo vadinamos alfa dalelėmis, neigiamai įkrautos – beta dalelėmis, o neutralios – gama kvantais (2 pav.). Po kurio laiko, ištyrus kai kurias šių dalelių fizikines charakteristikas ir savybes (elektros krūvį, masę, prasiskverbimo galią), buvo galima nustatyti, kad gama kvantai arba spinduliai yra trumpabangis elektromagnetinis spinduliavimas, elektromagnetinio sklidimo greitis. spinduliuotė yra tokia pati kaip ir visų elektromagnetinių bangų – 300 000 km/s. Gama spinduliai prasiskverbia į orą šimtus metrų.
Beta dalelės yra greitų elektronų srautas, skrendantis artimu šviesos greičiui. Jie prasiskverbia į orą iki 20 m.
Alfa dalelės yra helio atomų branduolių srautai. Šių dalelių greitis
20 000 km/s, o tai 72 000 kartų viršija šiuolaikinio lėktuvo greitį (1000 km/h). Alfa spinduliai į orą prasiskverbia iki 10 cm.
Taigi, radioaktyvumo fenomenas, t.y. spontaniška medžiagos emisija? -,? - Ir? – dalelės, kartu su kitais eksperimentiniais faktais, buvo pagrindas prielaidai, kad medžiagos atomai turi sudėtingą sudėtį.
V. Žinių įtvirtinimas.
VII. Apibendrinant pamoką.
Idėją, kad visi kūnai sudaryti iš mažyčių dalelių, maždaug prieš 2500 metų iškėlė senovės graikų filosofai Leukipas ir Demokritas. Šios dalelės buvo vadinamos atomais, o tai reiškia „nedalomas“. Atomas yra mažiausia, paprasčiausia dalelė, kuri neturi sudedamųjų dalių ir todėl yra nedaloma.
Tačiau maždaug nuo XIX amžiaus vidurio. Pradėjo pasirodyti eksperimentiniai faktai, kurie kėlė abejonių dėl atomų nedalumo idėjos. Šių eksperimentų rezultatai rodo, kad atomai turi sudėtingą struktūrą ir juose yra elektriškai įkrautų dalelių.
Ryškiausias sudėtingos atomo struktūros įrodymas buvo prancūzų fiziko Henri Becquerel 1896 m. atradęs radioaktyvumo fenomeną.
Henri Becquerel (1852-1908)
prancūzų fizikas. Vienas iš radioaktyvumo atradėjų
Bekerelis atrado, kad cheminis elementas uranas spontaniškai (t.y. be išorinio poveikio) skleidžia anksčiau nežinomus nematomus spindulius, kurie vėliau buvo pavadinti radioaktyvia spinduliuote.
Kadangi radioaktyvioji spinduliuotė turėjo neįprastų savybių, daugelis mokslininkų pradėjo ją tirti. Paaiškėjo, kad ne tik uranas, bet ir kai kurie kiti cheminiai elementai (pavyzdžiui, radis) taip pat spontaniškai skleidžia radioaktyvius spindulius. Kai kurių cheminių elementų atomų gebėjimas spontaniškai skleistis pradėtas vadinti radioaktyvumu (iš lotynų radio – emit ir activus – efektyvus).
Ernestas Rutherfordas (1871–1935)
anglų fizikas. Jis atrado sudėtingą radžio radioaktyviosios spinduliuotės sudėtį ir pasiūlė branduolinį atomo struktūros modelį. Atrado protoną
1899 m., Eksperimento, atlikto vadovaujant anglų fizikui Ernestui Rutherfordui, rezultatas buvo nustatyta, kad radžio radioaktyvioji spinduliuotė yra nehomogeniška, tai yra, jos sudėtis yra sudėtinga. Pažiūrėkime, kaip šis eksperimentas buvo atliktas.
156a paveiksle pavaizduotas storasienis švino indas su radžio grūdeliu apačioje. Radioaktyviosios spinduliuotės spindulys iš radžio išeina pro siaurą angą ir atsitrenkia į fotografinę plokštę (radžio spinduliavimas vyksta visomis kryptimis, bet negali prasiskverbti per storą švino sluoksnį). Išryškinus fotoplokštę, ant jos buvo aptikta viena tamsi dėmė – būtent toje vietoje, kur pataikė spindulys.
Ryžiai. 156. Rutherfordo eksperimento radioaktyviosios spinduliuotės sudėčiai nustatyti schema
Tada eksperimentas buvo pakeistas (156 pav., b): sukurtas stiprus magnetinis laukas, kuris veikė spindulį. Šiuo atveju ant išsivysčiusios plokštelės atsirado trys dėmės: viena, centrinė, buvo toje pačioje vietoje, kaip ir anksčiau, o kitos dvi – priešingose centrinės pusėse. Jei du srautai magnetiniame lauke nukrypsta nuo ankstesnės krypties, tai yra įkrautų dalelių srautai. Nuokrypis skirtingomis kryptimis rodė skirtingus dalelių elektrinių krūvių požymius. Viename sraute buvo tik teigiamai įkrautos dalelės, kitame - neigiamai. O centrinis srautas buvo spinduliuotė, kuri neturėjo elektros krūvio.
Teigiamai įkrautos dalelės buvo vadinamos alfa dalelėmis, neigiamai įkrautos – beta dalelėmis, o neutralios – gama dalelėmis arba gama kvantais.
Džozefas Džonas Tomsonas (1856–1940)
anglų fizikas. Atrastas elektronas. Pasiūlė vieną iš pirmųjų atominės struktūros modelių
Po kurio laiko, ištyrus įvairias šių dalelių fizikines charakteristikas ir savybes (elektros krūvį, masę ir kt.), buvo galima nustatyti, kad β-dalelė yra elektronas, o α-dalelė yra visiškai jonizuota. cheminio elemento helio atomas (t. y. helio atomas, praradęs abu elektronus). Taip pat paaiškėjo, kad γ-spinduliuotė yra viena iš elektromagnetinės spinduliuotės rūšių, tiksliau, diapazonų (žr. 136 pav.).
Radioaktyvumo reiškinys, ty spontaniškas α-, β- ir α-dalelių išmetimas iš medžiagos, kartu su kitais eksperimentiniais faktais, buvo pagrindas prielaidai, kad medžiagos atomai turi sudėtingą sudėtį. Kadangi buvo žinoma, kad atomas kaip visuma yra neutralus, šis reiškinys leido daryti prielaidą, kad atome yra neigiamai ir teigiamai įkrautų dalelių.
Remdamasis šiais ir kai kuriais kitais faktais, anglų fizikas Džozefas Džonas Tomsonas 1903 m. pasiūlė vieną pirmųjų atomo sandaros modelių. Remiantis Tomsono prielaida, atomas yra sfera, kurios visas tūris turi tolygiai paskirstytą teigiamą krūvį. Šio rutulio viduje yra elektronų. Kiekvienas elektronas gali atlikti svyruojančius judesius aplink savo pusiausvyros padėtį. Teigiamas rutulio krūvis yra lygus bendram neigiamam elektronų krūviui, todėl viso atomo elektrinis krūvis yra lygus nuliui.
Thomsono pasiūlytam atominės struktūros modeliui reikėjo eksperimentinio patikrinimo. Visų pirma buvo svarbu patikrinti, ar teigiamas krūvis iš tikrųjų yra paskirstytas visame atomo tūryje pastovaus tankio. Todėl 1911 m. Rutherfordas kartu su savo bendradarbiais atliko daugybę eksperimentų, siekdamas ištirti atomų sudėtį ir struktūrą.
Norėdami suprasti, kaip buvo atlikti šie eksperimentai, apsvarstykite 157 paveikslą. Eksperimentuose buvo naudojamas švino indas C su radioaktyvia medžiaga P, išskiriančia α daleles. Iš šio laivo alfa dalelės siauru kanalu išskrenda maždaug 15 000 km/s greičiu.
Ryžiai. 157. Rutherfordo eksperimento atomo sandaros tyrimo instaliacijos schema
Kadangi α dalelių tiesiogiai nematyti, joms aptikti naudojamas stiklinis ekranas E Ekranas yra padengtas plonu specialios medžiagos sluoksniu, dėl kurio α dalelių patekimo į ekraną vietose atsiranda blyksniai, kurie stebimi. naudojant mikroskopą M. Šis dalelių įrašymo būdas vadinamas metodu , scintiliacijos (t. y. blyksniai).
Visas šis įrenginys dedamas į indą, iš kurio buvo pašalintas oras (siekiant pašalinti α dalelių sklaidą dėl jų susidūrimo su oro molekulėmis).
Jei α dalelių kelyje nėra kliūčių, tai jos siauru, šiek tiek besiplečiančiu spinduliu krenta ant ekrano (157 pav., a). Tokiu atveju visi ekrane pasirodantys blyksniai susilieja į vieną mažą šviesos taškelį.
Jei plona folija Ф, pagaminta iš tiriamo metalo, dedama į α dalelių kelią (157 pav., b), tai sąveikaudamos su medžiaga α dalelės išsibarsčiusios visomis kryptimis skirtingais kampais φ (tik trys kampai). parodytos paveiksle: φ1, φ2 ir φ3).
Kai ekranas yra 1 padėtyje, didžiausias blyksnių skaičius yra ekrano centre. Tai reiškia, kad pagrindinė visų α dalelių dalis praėjo per foliją, beveik nekeičiant pradinės krypties (išsklaidytos mažais kampais). Blyksnių skaičius mažėja tol, kol tolstate nuo ekrano centro. Vadinasi, didėjant sklaidos kampui φ, šiais kampais išsibarsčiusių dalelių skaičius smarkiai mažėja.
Perkeldami ekraną kartu su mikroskopu aplink foliją, galite pastebėti, kad tam tikras (labai mažas) dalelių skaičius yra išsklaidytas artimu 90° kampu (ši ekrano padėtis pažymėta skaičiumi 2), o kai kurios pavienės dalelės yra išsibarsčiusios. 180° kampu, t.y. dėl sąveikos su folija buvo išmestos atgal (3 padėtis).
Būtent šie α dalelių išsibarstymo dideliais kampais atvejai suteikė Rutherfordui svarbiausią informaciją, kad suprastų, kaip yra struktūruojami medžiagų atomai. Išanalizavęs eksperimento rezultatus, Rutherfordas priėjo prie išvados, kad toks stiprus α-dalelių nukreipimas įmanomas tik tuo atveju, jei atomo viduje yra itin stiprus elektrinis laukas. Tokį lauką galėtų sukurti krūvis, koncentruotas labai mažame tūryje (palyginti su atomo tūriu).
Vienas E. Rutherfordo pasiūlyto atomo branduolinio modelio schematiško vaizdavimo pavyzdys
Ryžiai. 158. α-dalelių skrydžio trajektorijos skrendant pro materijos atomus
Kadangi elektrono masė yra maždaug 8000 kartų mažesnė už α dalelės masę, elektronai, sudarantys atomą, negalėjo reikšmingai pakeisti α dalelių judėjimo krypties. Todėl šiuo atveju galime kalbėti tik apie elektrinio atstūmimo jėgas tarp α dalelių ir teigiamai įkrautos atomo dalies, kurios masė yra žymiai didesnė už α dalelės masę.
Šie svarstymai paskatino Rutherfordą sukurti branduolinį (planetinį) atomo modelį (apie kurį jūs jau supratote iš 8 klasės fizikos kurso). Prisiminkime, kad pagal šį modelį atomo centre yra teigiamai įkrautas branduolys, kuris užima labai mažą atomo tūrį. Elektronai juda aplink branduolį, kurio masė yra daug mažesnė už branduolio masę. Atomas yra elektriškai neutralus, nes branduolio krūvis yra lygus bendro elektronų krūvio moduliui.
Rutherfordas sugebėjo įvertinti atomų branduolių dydį. Paaiškėjo, kad, priklausomai nuo atomo masės, jo branduolio skersmuo yra 10 -14 - 10 -15 m, t.y. jis yra dešimtis ir net šimtus tūkstančių kartų mažesnis už atomą (atomas turi skersmuo apie 10–10 m).
158 paveikslas iliustruoja α-dalelių, einančių per medžiagos atomus, procesą branduolinio modelio požiūriu. Šiame paveikslėlyje parodyta, kaip keičiasi alfa dalelių skrydžio trajektorija, priklausomai nuo atstumo nuo branduolio, kuriuo jos skrieja. Branduolio sukuriamo elektrinio lauko intensyvumas, taigi ir veikimo jėga α-dalelę, gana greitai mažėja didėjant atstumui nuo branduolio. Todėl dalelės skrydžio kryptis labai pasikeičia tik tada, kai ji praskrieja labai arti branduolio.
Kadangi branduolio skersmuo yra daug mažesnis už atomo skersmenį, dauguma α dalelių praeina per atomą tokiais atstumais nuo branduolio, kai jo sukuriamo lauko atstūmimo jėga yra per maža, kad reikšmingai pakeistų judėjimo kryptį. α dalelių. Ir tik labai nedaug dalelių skraido arti branduolio, tai yra, stipraus lauko srityje, ir yra nukreiptos dideliais kampais. Tai yra rezultatai, gauti atliekant Rutherfordo eksperimentą.
Taigi, atlikus α-dalelių sklaidos eksperimentus, buvo įrodytas Tomsono atomo modelio nenuoseklumas, pateiktas atomo sandaros branduolinis modelis, įvertinti atomų branduolių skersmenys.
Klausimai
- Kokį atradimą padarė Becquerel 1896 m.?
- Papasakokite, kaip buvo atliktas eksperimentas, kurio diagrama parodyta 156 paveiksle. Kas paaiškėjo po šio eksperimento?
- Ką parodė radioaktyvumo reiškinys?
- Kas buvo atomas pagal Thomsono pasiūlytą modelį?
- Naudodami 157 paveikslą nurodykite, kaip buvo atliktas α dalelių sklaidos eksperimentas.
- Kokią išvadą padarė Rutherfordas, remdamasis tuo, kad kai kurios alfa dalelės, sąveikaudamos su folija, buvo išsibarsčiusios dideliais kampais?
- Kas yra atomas pagal Rutherfordo branduolinį modelį?
Maždaug prieš 2500 metų senovės graikų filosofai Leukipas ir Demokritas teigė, kad visi mus supantys kūnai susideda iš mažyčių dalelių, nematomų žmogaus akiai. Jie pavadino šias daleles atomais, o tai reiškė „nedalomas“. Taip pabrėžiama, kad atomas yra mažiausia dalelė, kurios negalima padalyti, ir ji neturi sudedamųjų dalių.
Tačiau iki XIX amžiaus vidurio atomų nedalumo teorija pradėjo prieštarauti kai kuriems eksperimentiniams faktams. Pradėjo ryškėti mintis, kad atomai nėra mažytės dalelės, o turi sudėtingą struktūrą ir galbūt juose yra kitų elektriškai įkrautų dalelių.
Reiškinio atradimas
1896 m. fizikas iš Prancūzijos Henri Becquerel atrado atomų radioaktyvumo reiškinį. Jis atrado, kad cheminis elementas uranas be jokios išorinės įtakos, tai yra spontaniškai, skleidžia nematomus mokslui nežinomus spindulius. Vėliau šie spinduliai pradėti vadinti radioaktyvia spinduliuote. Tai tapo ryškiausiu atomų nedalumo teorijos klaidingumo įrodymu.
Tuo metu daugelis mokslininkų pradėjo tirti radioaktyviąją spinduliuotę. Paaiškėjo, kad be urano radioaktyvius spindulius spontaniškai skleidžia ir kai kurie kiti cheminiai elementai.
- Ši kai kurių cheminių elementų atomų savybė vadinama radioaktyvumu.
Alfa, beta ir gama dalelių aptikimas
Vėliau, 1899 m., anglų fizikas Rutherfordas atrado, kad radžio radioaktyvioji spinduliuotė yra sudėtingos sudėties, tai yra, ji yra nevienalytė. Tam nustatyti buvo atliktas toks eksperimentas: paimtas labai storasienis švininis indas ir į jį įdėtas radžio grūdelis. Indas turėjo labai siaurą angą viršuje. Per jį išėjo radioaktyvūs radžio spinduliai.
Ant laivo viršaus buvo uždėta fotografinė plokštelė. Išryškinus fotoplokštę, ant jos buvo rasta tamsi dėmė būtent toje vietoje, kur nukrito radioaktyviųjų spindulių spindulys. Tada patirtis pasikeitė. Indas su radžiu buvo patalpintas į stiprų magnetinį lauką. Išryškinus plokštelę, ant jos buvo trys dėmės. Vienas, kaip ir anksčiau, yra centre, o kiti du yra priešingose jo pusėse.
Nukrypimas parodė, kad radioaktyvieji spinduliai yra įkrautų dalelių srautai. Ir kadangi buvo nukrypimas skirtingomis kryptimis, tai reiškia, kad kai kurios dalelės turi skirtingus krūvius. Kai kurios dalelės buvo įkrautos teigiamai, kitos – neigiamai, o kai kurios (centrinis srautas) neturėjo jokio krūvio.
Kiekviena iš šių dalelių gavo savo pavadinimą. Teigiamai įkrautos dalelės pradėtos vadinti alfa dalelėmis, neigiamo krūvio dalelės – beta dalelėmis, o neutralios – gama dalelėmis.
- Savaiminė medžiagos radioaktyviosios spinduliuotės emisija buvo naudojama kaip Prielaidos, kad medžiagų atomai yra sudėtingos sudėties ir nėra nedalomi, pagrindas.
